裂相电路在高中物理实验教学中的应用

交流电的产生与应用是高中物理的难点之一,特别是三相交流电,在生产生活中有广泛的应用,但学生却对三相交流电了解甚少。因此让学生了解一些有关三相交流电的知识,是很有必要的。更为重要的是,电容电感对交流电的作用是学生很难理解的,单凭教师的讲解往往效果不佳,因此如果能用实验演示,将会取到事半功倍的效果。     

带电粒子在正弦交变电场中究竟作什么运动

在中学里碰到这样一个问题:在两块平行金属板之间的空间里,有一静止的带电粒子,质量为m,带电量为q,重力忽略不计。当两平行金属板间加上正弦交流电时(如下图),该带电粒子将作什么样的运动? 大部份同学认为粒子将作简谐振动。他们的理由是课本中有一道练习题:在金属导体中,自由电子的无规则热运动对于电流的形成不起作用,可以不予考虑。稳恒电流是自由电子沿某一方向做匀速运动形成的。那么,自由电子做什么样的运动才会形成按正弦规律变化的交流电呢?(见高中物理课本下册,80年版p.164,第2题)它的答案是:自由电子做简谐振动(见“教参”下册p.117(2))。由此推理,带电粒子在两金属板间受正弦交变电场作用,似乎也作简谐振动。然而,以上的答案不能说是完全正确     

示波管、显像管的物理基础

“中学物理是一门基础学科 ,是整个自然科学和现代技术发展的基础 .物理知识在现代生活、社会生产、科学技术中有着广泛的应用 .”高中《物理》课本中示波器原理等足以体现《大纲》这一精神 .示波器作为科技工作必备的基础工具 ,是新世纪学生必须掌握的 ,显示器件作为现代技术的终端 ,提供可视的图文 ,在现代生产、生活、科研、军事、航海、航天等诸多领域大显身手 ,无所不在 ,无法不用 ,足见其重要性 .因此 ,新教材安排了这部分内容的实验和专题 ,由选修改为必修 .但是 ,要使学生真正掌握好示波管、显像管的工作原理 ,了解示波器、显像管的使用 ,必须进行系统的、深入的分析 .现就此问题在此作一分析与归纳 ,突出其物理基础 .一、热电子发射我们知道 ,金属内部有大量的自由电子 ,自由电子在离子间不停地无规则热运动 .当电子趋近金属表面时 ,受到正离子向内的拉力将急剧增加 ,好像金属表面对电子形成了一道壁垒 .通常情况下 ,自由电子能量较少 ,无法越过这个壁垒 ,仅仅局限在金属内部自由运动 .如果设法增加自由电子的能量 ,如给金属加热 ,自由电子的能量随温度升高而增大 ,其中一部分电子可以获得足够的能量 ,克服表面层阻力而...     

高考中的I=nev(高二、高三)

若导线中单位长度自由电子数为n.自由电子电量为e,自由电子定向运动速度为v.则导线中电流强度为(L为导线长度),这一关系式在高考试题中常会用到.     

电解电池中的电流强度

我们用金属导线把一个电解电池跟一个电源电池连接起来,就有电压加在导线两端和加在电解电池的两极上,在导线中和电解电池中都建立了电场。导线中的自由电子除作热运动外、受电场力作用作定向移动形成电流;电解电池中的正、负离子,除作热运动外,受电场力作用各向着阴极和阳极移动形成电流。在整个电路中,同一瞬间通过导线各处截面的自由电子的电量和通过电解电池内各处截面的正、负离子的电量之和总是相     

洛伦兹力是怎样表现为安培力的

我们知道,通电导线在磁场中受到的力称为安培力,运动电荷在磁场中受到的力称为洛伦兹力,由于导线中的电流是有大量自由电子沿导线定向移动形成的,因此安培力与洛伦兹力之间必然存在着某种关系,这就是通常所说的安培力是洛伦兹力的宏观表现,洛伦兹力是安培力的微观本质.     

巧借图示解一类电学问题

题目 :甲、乙两金属球 ,甲不带电 ,乙带正电 ,用导线将它们连接起来时 ,下面说法正确的是 (　　 ) .(Ａ)电流方向从乙到甲 ,自由电子运动的方向从乙到甲(Ｂ)电流方向从乙到甲 ,自由电子运动的方向从甲到乙(Ｃ)电流方向从甲到乙 ,自由电子运动的方向从甲到乙(Ｄ)电流方向从甲到乙 ,自由电子运动的方向从乙到甲( 2 0 0 1 ,天津市中考题 )处理此类问题时 ,一般来说 ,同学们对“电流方向与自由电子的定向移动方向相反”是知道的 ,关键是对自由电子定向移动方向的确定感到困难 .鉴于此 ,我们在教学中探索出一种借助图示求解的方法 .审题时 ,首先…     

"电与磁"综合练习题

一、单项选择题1.有一横截面积为S的铜导线,流经其中的电流为I,设每单位体积的导线有n个自由电子,电子电量为e,此时电子的定向移动速度为v,在△t时间内,通过导体横截面的自由电子数目可表示为     

三相交流电产生旋转磁场的动画设计

本文介绍用 Flash5 .0制作三相交流电产生旋转磁场的动画 ,通过动画演示 ,观察三相正弦交流电产生旋转磁场的过程及各时刻电流的流向 ,分析交流电频率与旋转磁场转速、磁极数的关系 .三相对称正弦交流电在三相异步电动机中产生旋转磁场的实物演示实验 ,只能说明三相对称正弦交流电可以产生旋转磁场 .而用 Flash动画可以形象直观地模拟三相对称正弦交流电 ,在三相异步电动机三相对称绕组中产生旋转磁场的过程 ,同时 ,利用分步演示还可说明交流电频率与转速、磁极数的关系 ,分析各时刻电流的流向及星形连接时中心点电流的变化规律 .一、设计…     

电容对交流电阻碍作用的分析

现行高中《物理》甲种本在“纯电容电路”一节中指出:“对导线中形成电流的自由电荷来说,当电源电压推动它们向某一方向定向运动的时候,电容器两极板上积累的电荷却反抗它们向这个方向定向运动,这就产生了电容对交流电的阻碍作用”。由实验得出I=U/X_C的关系以后又指出:“X_C表示出电容对交流电阻碍作用的大小叫容抗。”笔者就上述说法谈一点不成熟的看法。一、从纯电容电路中     

趋肤效应的定性解释

在普通物理教学中，如何用电磁感应规律解释趋肤效应，是一个值得讨论的问题。单纯用互感现象来解释趋联效应，虽然简单直观，但无法在所通的交流电的全周期中圆满地解释这一现象。主要的原因是：除了考虑互感现象外，还必须考虑到次级回路的自感效应。只有这样，才能作出一个令人满意的解释。1单纯用互感现象解释趋肤效应的缺陷当高频交变电流通过直导线时，电流在直导线的任～截面上的分布并不均匀，绝大部分电流沿导线表面层传输，导线的中心轴线附近基本上没有电茄传输，如图一、二所示。这就是所谓的趋联效应。交流电的频率越高，导线…     

电磁感应现象的实验探究

物理新课程选修3—2第一课内容为通过学生实验探究产生电磁感应条件,此内容与初中有重叠但又有所加深,这是在高中物理教学中经常出现的问题,学生已有的知识告诉他们：闭合电路部分导线做切割磁感线运动时,就有感应电流产生。分析新课内容和学生知识基础时发现,本课教学存在以下几点困难：     

三相正弦交流电的演示实验

在高中物理、大学物理电磁学以及电工学中均有三相交流电的内容,本文作者给学生做了一组三相交流电的演示实验,培养了学生的观察能力和思维能力,加强了感性认识. 1 三相正弦交流电动势的演示 三相正弦交流电源的三个感应电动势幅值相等,频率相同,其相位也互差120°,这种电动势称为对称电动势.为了让学生充分理解三相电动势的对称性,我们可将一台三相手摇发电机的三个绕组的引出线中分别串入三个相同的电流计,按负载的星形接法(或者三角     

对安培力微观解释的探讨

对安培力微观解释的探讨丁毅，于占生问题的提出在普通物理电磁学教材的各种不同版本中对安培力的微观解释其说不一。归纳起来有以下两种基本观点：一是认为导线中的电流是自由电子的定向漂移形成，所以磁场中一段导体内作定向漂移运动的自由电子所受到的磁场力的迭加就是...     

一道培养多种能力的好题

在“磁场”这一章中，有这样一道习题：蹄形磁铁用一细线竖直悬挂，在它的正下方有一根固定的导线，当导线通电流时（图1）：（1）磁铁将如何运动？（2）由于通电对悬线张力有何影响？     

“电流”的种类及其计算

一、金属中的电流当金属导体两端有电压时,导体内部的自由电子在电场力的作用下定向移动形成电流. 在导体中除了电子定向移动外,还有电子的热运动,那么它们之间分别有何特点呢? 1.自由电子定向移动速率:它与导体中的电流强度、截面大小以及自由电荷的密度有关.通常电路中其数量级仅约10~10-5mm/s,这一结论是如何得出来的?     

关于电压、电源的谈话

生老师,您上课讲电压时是用水压做比喻的,水管两端有水的压强差,水管中就有水流,这我们很熟悉．可使电路中形成电流的电压我们还不十分清楚．师这很正常,在没有搞清电压这个概念之前,用水压能形成水流做类比,来初步认识电压．生我们想把对电压的认识加深一点儿,请老师再放开一点给我们讲讲．师好,我们先画一段导体AB如图1,可以认为是一段导线,也可看成是一个用电器．导体中有大量可以自由移动的电子,通常这些自由电子做无规则的运动,不会形成电流．你们能不能想个办法让它们做定向移动形成电流？生让自由电子在导体中做定向移…     

中学交流电的联想复习教学

联想是重要的学习方法和记忆方法。在教学中,尤其在复习总结时注意发挥联想的作用,多层次、多角度地认识事物,抓住事物的本质联系,高瞻远瞩,举一反三,触类通旁,有意识地将知识迁移交错,引导学生联想,能增强学生的认识能力和辨析能力。中学交流电从电磁感应出发,涉及到交流电(包括三相交流电)的产生,交流电的表征,理想变压器和纯电阻负载等。     

单相电动机教学小议

职业高级中学文史类全一册物理课本中,单相交流电动机一节,共有16行文字,其中有如下问题,学生感到难学,教师觉得难教。 1.单相交流电的磁场,为什么可以看作两个相反方向旋转的磁场; 2.当转子静止时,工作绕组通入单相交流电时,为什么转子不旋转; 3.“拨拨转”,即拨动一下才能转起来,这是什么道量; 4.启动装置是什么?     

交流电机的绕组电势与磁势

本文向读者介绍如何学习交流电机的绕组电势与磁势问题。一、关于绕组电势图1(a)是一台最简单的三相交流发电机的示意图。当发电机的电枢绕组安排好以后,由原动机拖着磁极旋转时,在电枢绕组里就感应出电势来。三相绕组感应电势的有效值应该是具有一定大小和波形接近正弦波形的三相对称电势,如图1(b)所示。显然这是一台已经设计并制造出来的交流发电机。现在的问题是如何设计或安排这个三相绕组(主要指绕组的联接问题),这是初学者应该掌握的内容。既然图1(a)中的三相绕组能够发出三相对称波形接近正弦波形的交流电势.不妨我们就从满足这个要求出发来安排三相绕组,也就是说,把能发出三相对称、波形接近正弦波形的交流电势作为安排三相绕组的依据。